Эти анионы образуют с катионом Ва²⁺ соли, мало растворимые в воде, но, за исключением сульфата бария, хороню растворимые в разбавленных минеральных кислотах. Поэтому выделить анионы этой группы в виде осадка групповым реагентом—хлоридом бария BaCl₂ можно только в нейтральной или слабощелочной среде.

Анионы первой группы образуют с катионами серебра Ag⁺ соли, растворимые в разбавленной азотной кислоте, а сульфат серебра Ag₂S0₄ растворим даже в воде.

Обнаружение анионов первой группы

Вначале исследуют раствор на присутствие анионов первой группы действием группового реагента (хлорида бария BaCl₂). Для чего в пробирку к 3—5 каплям нейтрального или слабощелоч­ного раствора прибавляют 5—7 капель 0,5 н. раствора хлорида бария. Образование осадка указывает на присутствие анионов пер­вой группы.

Обнаружение сульфат-ионов SO₄ ^2-. К 4—5 каплям анализируе­мого paunopa прпбапьк- 6—8 капель 2 и раствора азотной кислоты и 3—4 капли 2 н ^. раствора хлорида бария BaCl₂. Образование осад­ка говорит о присутствии сульфат-иона.

Обнаружение сульфит-иона SO₃^2-. В склянку прибора прилейте 4—5 капель анализируемого раствора, добавьте 2.—3 капли раствора хлороводородной кислоты НС1. В ушко нихромовой про­волоки поместите каплю разбавленного раствора иода (подкрашен­ного крахмалом в синий цвет). Склянку закройте пробкой, имею­щей небольшую прорезь, и слегка нагрейте. При наличии сульфит-иона SO₃² синяя капля через некоторое время обесцвечивается.

Обнаружение карбонат-иона СO₃^2-. Если в анализируемом рас­творе обнаружен сульфит-ион SO₃², то его необходимо окислить в сульфат-ион SO₄ ², прибавив к раствору 4—5 капель пероксида водорода (8—10%) и осторожно нагрев на водяной бане. После этого приступайте к обнаружению карбонат-иона, дчя чего в пробир­ку прибавьте 6—8 капель 2 н ^. раствора хлороводородной кислоты НС1 и выделяющийся газ СО₂, пропустите через известковую воду. Помутнение последней в пипетке прибора укажет на присутствие карбонат-иона СO₃^2-.

Обнаружение силикат-иона SiO₃^2-. Возьмите пробирку и налей­те 6—8 капель анализируемого раствора, бросьте в нее несколько кристалликов хлорида аммония NH₄C1 и слегка нагрейте. Образо­вание белого студенистого осадка поликремниевых кислот говорит о наличии аниона SiO₃^2-.

Обнаружение фосфат-иона РO₄^3-. Поместите в пробирку 7—8 ка­пель раствора молибдата аммония (NH₄)₂Мо0₄ и 6—7 капель 6 н. раствора азотной кислоты НNO₃.

К полученной смеси прилейте 5—6 капель анализируемого раствора и слегка нагрейте.

В при­сутствии фосфат-иона РO₄³ появляется желтый осадок молибдофосфата аммония.

Частные реакции анио­нов первой группы

В качестве примера рассмотрим реакции сульфат-аниона SO₄ ^2-

1. Хлорид бария BaCI₂ обрадует с анионом SO₄ ^2- белый осадок BaSO₄:

ВаС₂ + H₂SO₄  BaSO₄  + 2НС1

Ва²⁺ + SO₄ ^2-  BaSO₄

2. Нитрат серебра AgNO₃ при взаимодействии с анионом SO₄ ^2- в концентрированных растворах образует белый осадок сульфата серебра Ag₂S0₄, растворимый в азотной кислоте:

Na₂SO₄ + 2AgNО₃  Ag₂SO₄ + 2NaNO₃

SO₄ ^2- + 2Ag⁺-  Ag₂SO₄

Опыт. Налейте в две пробирки по 3—4 капли раствора сульфа­та натрия Na₂SO₄ и добавьте в первую 2—3 капли раствора хлорида бария, а во вторую — 3—4 капли раствора нитрата серебра. Обрати­те внимание на характер осадков и проверьте их растворимость.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию образования BаSO₄ можно проводить как в нейтраль­ных, так и в кислых средах (р11 < 7).

2. Осадок Ag₂SO₄ будет выпадать только из концентрированных растворов (растворимость Ag₂SO₄ = 2,6 . 10~² моль/л).

Общая характеристика анионов второй группы

Ко второй аналитической группе анионов относятся хлорид-ион С1^- бромид-ион Вг^- , иодид-ион I^-, и сульфид-ион S^2-.

Эти анионы образуют с катионом Ag⁺ соли, нерастворимые в воде и разбавленной азотной кислоте. Групповым реагентом на анионы второй группы является нитрат серебра AgN0₃ в присут­ствии азотной кислоты HNO₃. Хлорид бария BaCl₂ с анионами вто­рой группы осадков не образует.

Обнаружение анионов второй группы

Предварительно опреде­ляют присутствие анионов второй группы. С этой целью к 2—3 кап­лям испытуемого раствора добавьте 3—4 капли 2 н ^. раствора азот­ной кислоты HNO₃ и 2—3 капли раствора нитрата серебра AgN0₃ — группового реагента. Выпадение осадка указывает на наличие анионов второй аналитической группы. Если при этом осадок черного цвета, то что говорит о присутствии сульфид-иона S^2-. Добившись полного осаждения, осадок отцснтрифугируйте и промой­те его дистиллированной водой.

Растворение хлорида серебра и обнаружение хлорид-иона С1^-. Полученный осадок, который может содержать AgCl, AgBr, Agi₂ и Ag₂S, обработайте 1—2 мл 12-процентного раствора карбоната аммония (NН₄)₂СО_з или таким же количеством реактива Фаургольта. При этом хлорид серебра перейдет в раствор в виде комплексной соли диаминоаргентахлорида [Ag (NН₃)₂С1]. Осадок отделите цен­трифугированием. Центрифугат разделите на две части. К первой части прибавьте несколько капель азотной кислоты, ко второй— иодида калия. Помутнение раствора в первой и более интенсивное выпадение осадка во второй части указывает на присутствие хло­рид-иона.

Растворение бромида и иодида серебра и обнаружение бромид-и иодид-ионов. К осадку после отделения хлорид-иона добавьте 4—5 капель 2 н ^. раствора серной кислоты Н₂SО₄, и небольшое коли­чество цинковой пыли. Содержание пробирки нагрейте на водяной бане до полного прекращения выделения газа. Осадок отцетрифугируйте (избыток цинка и свободное cеребро). К центрифугату, содержащему бромид и иодид-ионы, добавьте несколько капель хлорной воды и бензола. Смесь встряхните. По изменению окраски раствора сделайте заключение о наличии бромид- и иодид-ионов.

Частные реакции анио­нов второй группы

В качестве примера рассмотрим реакции хлорид-иона С1^- .

1. Нитрат серебра AgNO₃ образует с анионом С1^- белый тво­рожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в воде и кисло­тах. Осадок растворяется в аммиаке, при этом образуется комплек­сная соль серебра [Ag (NН_з)₂]С1. При действии азотной кислоты комплексный ион разрушается и хлорид серебра снова выпадает в осадок. Реакции протекают в такой последовательности:

С1^- + Ag⁺  AgCl

AgCl + 2NH₄0H  [Ag (NН_з)₂]С1 + 2H₂0

[Ag (NН_з)₂]С1 + 2H⁺  AgCl  + 2NH₄⁺

Общая характеристика анионов третьей группы

К третьей группе анионов относятся нитрат-ион NO₃^-, нитрит-нон NO₂^- , ацетат- ион CH3COO^- .

Катионы бария Ва⁺ и серебра Ag⁺ с аннонами этой группы осадкон кс образуют. Группового реаген­та на анионы третьей группы нет.

Обнаружение анионов третьей группы

При наличии в испыту­емом растворе сульфид-иона S^2- его необходимо предварительно удалить действием сульфата цинка ZnS0₄.

Обнаружение нитрит-иона NO₂^- . Возьмите 5—6 капель испыту­емого раствора, добавьте 2—3 капли 2 н ^. раствора серной кислоты H₂S0₄, 4—5 капель 10-процентного раствора иодида калия KI и несколько капель крахмального клейстера. Полученную смесь перемешайте. В присутствии нитрит-иона NO₂^- появляется интен­сивно-синее окрашивание раствора.

Обнаружение нитрат-иона NO₃^- в присутствии нитрит-иона NO₂^- . При наличии нитрит-иона его необходимо, предварительно удалить. Для этого в пробирку поместите 5—6 капель анализируемого раст­вора, добавьте несколько кристалликов хлорида аммония NН₄Cl и нагрейте до прекращения выделения газа (N₂). Возьмите 2—3 кап­ли раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте и поместите их на фарфоровую пластинку или предметное стекло. Туда же внесите на кончике стеклянной палочки небольшое коли­чество анализируемого раствора и перемешайте. В присутствии нит­рат-иона NO₃^- появляется интенсивно-синее окрашивание.

Обнаружение ацетат-иона СН3СОО^- производится частными реакциями.

Частные реакции анионов третьей группы

В качестве примера рассмотрим реакции с нитрат-ионом NO₃^-

1. Дифениламин (C₆H₅)₂NH с нитрат-ионом NO₃^- образует ин­тенсивно-синее окрашивание.

Опыт. На чистое и сухое часовое стекло поместите 4—5 капель раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте. Внеси­те туда же стеклянной палочкой каплю испытуемого раствора и пе­ремешайте. В присутствии аниона NO₃^- появляется интенсивно-синяя окраска раствора вследствие окисления дифениламина. Ана­логичное окрашивание дает и анион NO₂^- .

Условия проведения опыта.

1. Окислители и иодид-ион I^-, который может окисляться сер­ной кислотой до I₂, мешают проведению реакции.

2. Анионы-восстановители S0₃^2-, S^2- и др. также мешают от­крытию нитрат-нона NO₃^- .

3. Для выполнения реакции лучше брать разбавленные раство­ры испытуемых веществ.

Заключение

Установление присутствия тех или иных катионов в исследуе­мом растворе значительно облегчает обнаружение анионов. Поль­зуясь таблицей растворимости, можно заранее предсказать наличие в исследуемом растворе отдельных анионов. Например, если соль хорошо растворяется в воде и в нейтральном водном растворе обна­ружен катион Ва²⁺, то этот раствор не может содержать анионы SO₄^2-, CO₃^2-, SO₃^2- .

Определив предварительно присутствие отдельных групп анио­нов, обнаруживают их соответствующими групповыми и характер­ными для них реакциями. В зависимости от присутствия тех или иных анионов и катионов схемы анализа могут быть самыми раз­личными. Например, водный раствор исследуемого вещества имеет нейтральную реакцию. При действии на отдельную пробу его рас­твором соляной кислоты образуется осадок, который растворяется в горячей воде. Это позволяет сделать вывод, что в растворе при­сутствует катион Рb²⁺. Проверяют катион Рb²⁺ - частной реакцией с иодидом калия KI. Далее обнаруживают анионы. Ими могут быть только анионы третьей группы, так как только они образуют с катионом Рb²⁺ растворимые в воде соли.

Испытание на анионы первой группы. К 2—3 каплям нейтраль­ного или слабощелочного раствора добавляют 2 капли раствора хлорида бария. Если осадок выпадает, то присутствуют анионы первой группы.

Испытание на анионы второй группы. 2 капли раствора подкис­ляют 2 каплями 2 н. раствора азотной кислоты и добавляют каплю раствора нитрата серебра. Выпадение осадка указывает на при­сутствие анионов второй группы.

Испытание на анионы третьей группы. Если при испытании на анионы первой и второй групп осадки не выпали, то, возможно, присутствуют анионы третьей группы.

Литература

Логинов Н.Я. и др. «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ». – М.: Просвещение. 1975.

Полеес М.Э. и др. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ». – М.: Медицина. 1987.

24